第八章 继电接触器控制系统.ppt

第八章继电接触器控制系统 第一节常用控制电器 第二节三相异步电动机的基本控制电路 第三节应用举例 利用继电器 接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护 称为继电接触器控制系统 本章主要介绍几种常用的低压电器 基本的控制环节和保护环节的典型线路 继电接触器控制系统 控制电器 对电动机和生产机械实现控制和保护的电工设备 如 刀开关 组合开关 按钮 中间继电器 交流接触器 行程开关等 一 开关电器 第一节常用控制电器 用于不频繁接通或断开电路的开关 或用于机床电路电源的引入开关 按其动作方式可分为手动电器和自动电器两类 手动电器的动作是由工作人员手动操纵的 如刀开关 组合开关 按钮等 自动电器的动作是根据指令 信号或某个物理量的变化自动进行的 如中间继电器 交流接触器 行程开关等 图8 1刀开关的结构和符号 1 刀开关 是一种简单而使用广泛的手动电器 一般在不频繁操作的低压电路中用于接通和切断电源 有时也用来控制小容量电动机的直接起动与停机 手柄 绝缘底板 静插座 静触点 闸刀 动触点 可实现短路 过载 失压保护 锁钩 主触点手动闭合 衔铁释放 断路器原理图 连杆装置 释放弹簧 2 断路器 自动开关 空气开关 二 熔断器 用于低压线路中的短路保护 管式熔断器 插入式熔断器 插入式熔断器 作用 形式 熔体 熔断器熔体额定电流IF的选择 1 电灯 电炉等电阻性负载 IF IL 3 频繁起动的电动机 2 单台电动机 4 几台电动机合用的总熔体 熔体额定电流 1 5 2 5 容量最大的电动机额定电流 其余电动机的额定电流之和 三 主令电器 主令电器是一种专门发出指令 直接或通过电磁式电器间接作用于控制电路的电器 常用来控制电力拖动系统中电动机的起动 停车 调速及制动等 主令电器主要有控制按钮 行程开关 接近开关 万能转换开关等 b 结构 按钮常用于控制电路的接通和断开 按钮的外形图和结构如图所示 a 外形图 1 按钮 手动切换电器 按钮开关的符号 动作时 先断后通 由静触片 动触片组装在绝缘盒而成的 2 万能转换开关 又称组合开关 动触点装在转轴上 手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开 可实现多条线路 不同联接方式的转换 可由数层组合而成 一般用于低压 电流100A以下的电路中做电源开关 图8 5万能转换开关起停电动机的接线图 用于自动往复控制或限位保护等 b 示意图 结构与按钮类似 但其动作要由机械撞击 a 外形图 3 行程开关 限位开关 交流接触器的外形与结构 四 交流接触器 用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器 交流接触器主要由电磁系统 触点系统和灭弧装置组成 其中 触点系统是接触器的执行部分 包括主触点 辅助触点和弹簧 主触点的作用是接通和分断主回路 控制较大的电流 而辅助触点是在控制回路中 用于接通或分断较小的电流 交流接触器一般具有三对常开主触点 常开 常闭辅助触点各两对 五 继电器 继电器是一种根据某种输入信号 电压 电流 转速 时间 温度等 的变化来接通或断开控制电路 实现自动控制或保护电力装置的电器 主要特点在于 1 中间继电器 中间继电器和接触器的结构和工作原理大致相同 继电器的体积和触点容量小 触点数目多 且只能通过小电流 所以 继电器一般用于控制电路中 发热元件接入电机主电路 若长时间过载 发热元件 杠杆 工作原理 结构原理图 双金属片 动断触点 用于电动机的过载保护 2 热继电器 双金属片被加热 向上弯曲 直到脱扣 常闭触点断开 符号 时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理实现触点延时接通或断开的自动控制电器 3 时间继电器 时间继电器的种类很多 有空气阻尼式 电磁式 电动式和电子式等 一般分为通电延时和断电延时两种类型 是从得到输入信号 线圈通电或断电 起 经过一段时间延时后才动作的继电器 适用于定时控制 时间继电器的图形符号及文字符号 直流电磁式结构图 阻尼铜套 衔铁 工作原理 当衔铁未吸合时 磁路气隙大 线圈电感小 通电后激磁电流很快建立 将衔铁吸合 继电器触点立即改变状态 而当线圈断电时 铁心中的磁通将衰减 磁通的变化将在铜套中产生感应电动势 并产生感应电流 阻止磁通衰减 当磁通下降到一定程度时 衔铁才能释放 触头改变状态 因此继电器吸合时是瞬时动作 而释放时是延时的 故称为断电延时 1 直流电磁式时间继电器 通电延时的空气式时间继电器结构示意图 微动开关2 微动开关1 2 空气式时间继电器 断电延时的空气式时间继电器结构示意图 常闭延时闭合 常闭延时断开 空气式时间继电器的延时范围大 有0 4 60s和0 4 180s两种 结构简单 但准确度较低 时间继电器的型号有JS7 A和JJSK2等多种类型 第二节三相异步电动机的基本控制电路 三相异步电动机的基本控制电路包括点动控制直接起动控制正反转控制多地控制行程控制时间控制 这些电路都是用继电接触器和按钮控制电动机的起动与停止 用熔断器和热继电器对电动机进行短路保护和过载保护 一 点动控制 交流接触器KM 开关Q 按扭SB 热继电器FR M 3 a 接线示意图 如何绘制和阅读电气控制原理图 3 弄清各种电器的符号和意义 图中各电器的触点均处于常态 即各电气元件在未操作时触点所处的状态 如接触器线圈没有通电 按钮不受外力时的状态 在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图 它不考虑电器的结构和实际位置 突出的是电气原理 电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法 1 按国家规定的电工图形符号和文字符号画图 2 控制线路由主电路 被控制负载所在电路 和控制电路 控制主电路状态 组成 4 同一电器的各个部件 如接触器的线圈和触点 按其控制作用在原理图中往往很分散 为了识别方便 用同一文字符号标注 6 与电路无关的部件 如铁心 支架 弹簧等 在控制电路中不画出 5 习惯上 将主电路画在电路的左边 或上边 控制电路画在电路的右边 或下边 电路垂直方向绘制时 常开触点向左 常闭触点向右 即左开右闭 电路水平方向绘制时 常开触点向下 常闭触点向上 即下开上闭 电路一般按垂直方向绘制 分析和设计控制电路时应注意以下几点 使控制电路简单 电器元件少 而且工作又要准确可靠 2 尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一个电器的控制电路 3 必须保证每个线圈的额定电压 不能将两个线圈串联 二 直接起动控制 接线示意图 要求 电动机起动后连续长时间运转 与点动控制电路相比 增加两个环节 自锁 停止按钮 b 电动机直接起动控制电路 电动机直接起动控制电路 与点动控制电路相比 增加两个环节 为了使电动机能够连续运转 增加了自锁环节 要使连续运行的电动机停转 电路中串接了停止按钮 停止按钮 自锁 电动机的保护 短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘损坏产生强大的电动力 使电动机和电器设备产生机械性损坏 故要求迅速 可靠切断电源 通常采用熔断器FU和过流继电器等 零压 或欠电压 保护作用的是接触器KM 当电源暂时断电或电压严重下降时 接触器KM的线圈电磁吸力不足 衔铁自行释放 使主 辅触点复位 电动机脱离电源并停转 同时解除自锁 由于自锁触点已经断开 如果不重新按起动按钮 电动机不会自行起动 避免了生产事故的发生 常用的零压和欠压保护有 对接触器实行自锁 用低电压继电器组成失压 欠压保护 过载保护是为防止三相电动机在运行中电流超过额定值而设置的保护 常采用热继电器FR保护 也可采用自动开关和电流继电器保护 既能长期工作又能点动的控制电路 按下起动按钮 电动机运转 松开起动按钮 电动机停转 点动按钮SB3的作用 1 使接触器线圈KM通电 2 使线圈KM不能自锁 复合按钮 既能长期工作又能点动的控制电路 后闭合 先断开 按下SB3 闭合 电机运转 点动时 自锁触点不起作用 通电 先断开 后闭合 断开 断电 既能长期工作又能点动的控制电路 松开SB3 既能长期工作又能点动的控制电路 松开SB3 电机停转 实现点动 用途 试车 检修以及车床主轴的调整等 长期工作 按SB2 改变定子绕组电源相序 实现电动机正反转控制 三 正反转控制 需要用两个接触器来实现这一要求 电动机正反转的基本控制电路1 按下SB1 缺点 1 改变转向时必须先按停止按钮SB3 2 容易误操作 若未先按SB3就按下反向转动按钮 SB1或SB2 会造成主电路线间短路 按下SB2 解决措施 在控制电路中利用接触器触点实现 联锁 在同一时间内 两个接触器只允许一个通电工作的控制作用 称为 联锁 缺点 改变转向时还是必须先按停止按钮 解决措施 利用复合按钮在控制电路中加入机械连锁 断电 通电 闭合自锁 断开 按下SB1 电动机正反转的控制电路2 利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁 电动机正反转的控制线路3 电动机正反转的控制电路3 原已断开 先断开 断电 闭合 闭合 闭合 通电 当电机正转时 按下反转按钮SB2 电机反转 原已闭合 正反转控制线路 下图所示的笼型电动机正反转控制线路中有几处错误 请改正之 四 多地控制 要能够从两个或两个以上地点控制同一台电动机 每一个控制点都必须有一个起动按钮和一个停机按钮 按钮的接线原则 所有起动按钮并联所有停机按钮串联 按SB1 通电 闭合 再按SB2 闭合 通电 闭合 闭合 控制顺序 M1起动后M2才能起动 2 M2既不能单独起动 也不能单独停车 五 顺序控制 M13 两电机各自要有独立的电源 这样接 主触头 KM1 的负荷过重 KM1 例1 两条皮带运输机分别由两台笼型异步电动机拖动 由一套起停按钮控制它们的起停 为避免物体堆积在运输机上 要求电动机按下述顺序起动和停止 起动时 M1起动后M2才能起动 停车时 M2停车后M1才能停车 应如何实现控制 起动 通电 通电 闭合 闭合 例 两条皮带运输机分别由两台笼型异步电动机拖动 由一套起停按钮控制它们的起停 为避免物体堆积在运输机上 要求电动机按下述顺序起动和停止 起动时 M1起动后M2才能起动 停车时 M2停车后M1才能停车 应如何实现控制 停止 断电 断电 断开 断开 六 行程控制 根据生产机械运动部件的位置或行程距离进行的控制称为行程控制 行程开关是实现行程控制的自动电器 当运动部件到达预定位置时 运动部件上的挡块便撞动行程开关 使行程开关上的触点导通状态发生变化 常开触点导通 常闭触点断开 从而对控制电路进行切换 行程控制按其控制方式分限位控制和自动往返控制两种 1 限位控制 行程 限位 开关 SQ1 SQ2 1 2 按SB1时 其常闭断开 常开闭合 KM1断电 KM2通电 行程开关 2 自动往返运动 挡块 七 时间控制 时间控制就是利用时间继电器按要求间隔一定时间来切换控制电路的控制方式 1 电动机的丫 换接起动 按SB1 延时时间到 2 笼型电动机能耗制动的控制电路 在断开三相电源的同时 将直流电流通入定子绕组 产生制动转矩 使电动机快速停转 按SB2 延时时间到 第三节应用举例 一 水位控制 1 水位传感器 1 直管浮球式水位传感器 1 管 2 3 干簧管 4 5 挡环 6 浮球 7 磁铁